當前小口徑鋼管電焊焊接技術中存在問題和解決策略研究

韓曉旭

摘要：在本次研究中我們針對小口徑合金耐熱鋼管焊接過程中出現的問題進行分析，并且能夠從操作技術層面對產生缺陷的原因進行深入的分析，提出防止問題產生的有效措施，并采用有效的焊接工藝和技術，以減少在焊接過程中存在的缺陷問題。

關鍵詞：小口徑;鋼管;電焊;焊接技術;問題;策略

一、焊接分析

近年來，隨著鋼管生產制造技術的發展逐漸呈現大型化，高容量，一些小口徑耐熱鋼管能夠實際運用于耐高溫，耐高壓的設備中，在油田企業中也大量使用了鋼管，由于部分合金耐熱鋼材料中含有較高的合金元素，而相反，焊接性能較差，在制造時很容易出現焊接缺陷，給企業帶來繁重的返工工作量，同時也會影響產品質量。因此在本次研究中，我們針對一些小口徑的鋼管電焊焊接過程中出現的缺陷問題進行深入的分析和檢驗，以獲取優化的操作工藝。在我們所使用的油田輸送管道中大量使用了低于60mm的合金鋼材料，這些材料經過評定能夠達到合格狀態，但在實際制造時部分產品在電焊焊接過程中出現了裂縫，以及各種夾渣問題，據報道存在90%以上的缺陷位置出現12點鐘左右區域，一次焊接成功的概率僅為80%由于制造周期問題以及焊接材料等因素的影響，在焊接過程中可選擇的余地較小，只有通過技術改造才能夠改善焊接存在的問題。我們常見到的焊接鋼管型號包括鋼102，10CRM910由于這種材料存在的鉻、鉑等元素，因而使得整體奧氏體穩定性強，很難分解，在較低溫狀態下才可以出現馬氏體的轉變，而正是由于這種原因導致在焊接過程中很容易產生淬硬組織，導致接頭處存在一定的脆性，降低了抗裂性能。相對來說，在評定焊接工藝時由于鋼管處于自由狀態，在實際運用時會使接頭兩端處于限制狀態，其所承受的焊接應力較大，因此有很大的冷和熱裂傾向。由于這種耐熱鋼所含合金元素比較多，而熔融金屬的流動性能相對較低，在鋼管焊接時存在熔渣，一旦工作人員操作不當還可能會導致大量的夾渣產生

二、焊接過程中存在的問題及解決措施

在焊接過程中存在下列問題：對于焊接過程中可能會導致出現裂紋，通過晶相分析我們認為是一種沿晶裂紋，而且成為熱裂紋的可能性比較大，而針對焊接過程中產生的夾渣問題，這主要是與工作人員對于焊件熟悉度以及操作技術有一定的聯系，因此需要高度重視。對于焊接過程中產生裂紋進行深入的原因分析，從上述焊接順序及裝配焊來看，12點鐘的方向以及該方向周圍是裝配焊段以及收弧點。由于在焊接過程中很容易產生較多的熔渣，因而12點鐘的區域范圍成為應力最大且產生雜質最多的區域，而產品管子在對接過程中產生的焊縫裂紋以及夾渣也主要是在這個區域產生的，因此我們可以發現該區域是裝配焊和焊縫收弧處，很容易導致在焊接過程中出現浮抗裂紋和焊接裂紋。由于在開展施焊時多次進行引弧和熄弧，而使得12點鐘的區域范圍成為夾渣的聚集地，從焊接的結構和順序上來看，該區域存在嚴重的集中應力，焊縫一次合格率達到80%，從這一檢驗合格率情況來看我們發現存在熱裂紋的現象較多，而這種問題主要是與焊接工作人員的操作技術直接相關。

從解決措施上，為了能夠解決在焊接過程中存在的問題，減少產生熱烈紋的問題我們需要從焊接應力和低熔點共晶物這兩個角度進行出發，在焊接過程中，作為工作人員需要采取有效措施。首先，在焊接時，應當對焊縫的形狀系數進行嚴格的控制，選擇恰當的焊接電流和速度完成焊接熔池，能夠使熔池形狀控制在橢圓形的范圍內，適當提高形狀系數。其次，需要對焊接坡口組間隙進行有效控制，使其間隙能夠控制在2mm的范圍內，避免出現強制的裝配焊接問題，每次完成熄弧時，需要將電弧引到坡口處，將弧坑進行填滿避免焊縫產生弧抗裂紋，用砂紙輕輕打磨熄弧處，減少雜質的聚集。最后工作人員在進行裝配焊縫時需要暫停焊接，需要去除裝配焊縫，可以采用打磨的方式，主要是能夠釋放一定的焊接應力，其次可以除去在裝配焊縫中存在的不良因素影響。而針對操作技術情況上來看，在六點鐘的位置處于仰位，焊縫熔滴下掛，如果操作人員不當操作可能會導致出現內側焊縫內凹，因此在開展焊接時，需要選用電流的上限值，利用電弧吹力將其托住熔滴使其成型，避免焊縫出現內凹。從六點至九點鐘的位置，焊縫處于仰位向立位過渡的關鍵，其熔滴下掛，如果不正當操作，也可能會使內側焊裝內凹，因此在操作時也需要采用電流上限制，充分利用弧電流來調節熔池形狀，采用電弧吹力拖住熔滴完成成型，焊縫避免出現內凹的問題。在12點鐘和其他周邊附近位置，此時還正處于平位狀態，熔滴下掛之后內測的焊縫也很容易下掛，并產生焊瘤，因此在操作時需要采用電流的下限值，充分利用維弧電流，調節形狀，利用熔滴重力完成成型，為焊縫避免出現焊瘤。

三、焊接工作的檢驗

根據分析，我們可以采取下列措施，比如可以適當將焊接電流降至110安培，將裝配焊處于12點鐘位置時，其裝配焊的位置、長度保持不變。而焊接順序如圖1所示。

需要按照上述的操作技術要求完成焊接，通過實踐我們發現當工作人員對焊口進行焊接時，沒有發現缺陷，同時對員工進行技術培訓，從后期結果發現經過培訓之后，在焊縫探傷結果上合格率可以達到98%。

四、小結

由于小口徑的耐熱鋼含有多種合金元素，如果工作人員不合理操作，則會導致焊接時出現各種問題，需要采取有效措施，減少雜質的聚集以及釋放應力，提升焊接質量。作為工作人員需要掌握焊接技術，在焊接過程中焊縫形狀系數，電弧熄弧技術是完成良好焊接的關鍵。可以采用小口徑的合金鋼管焊接技術完成焊接，以減少焊接間題的產生

參考文獻：

[1]李艷波.油田小口徑鋼管自動焊接生產工藝研究[J].油氣田地面工程，2017（8）.

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